1.4 生产过程的组织

产品的生产过程是指从原材料投入到成品出产的全过程，通常包括工艺过程、检验过程、运输过程、等待停歇过程和自然过程。

工艺过程是生产过程的最基本部分。对于机械制造工艺过程，一般可划分为毛坯制造、零件加工和产品装配3个阶段。每一阶段又可划分为若干工序。工序是工艺过程最基本的组成单位。对机械加工来讲，工序是工人在一个工作地利用一次装卡所完成的加工作业。从生产管理角度，可以把零件从到达一个工作地（机床）到离开该工作地（机床）工人所从事的加工作业称为一道工序。

检验和运输过程也是必不可少的，但应该尽可能缩短。等待停歇过程如属于制度规定，则是合理的；若由于组织管理不善造成，则应该消除。自然过程，如冷却、干燥、发酵、时效，是技术上要求的，是不可免除的。

1.4.1 组织生产过程的原则

为了提高效率，现代化大生产必须遵循分工原则，实行专业化生产。通常专业化分工的原则有两个：生产工艺专业化原则与产品对象专业化原则。

1.生产工艺专业化原则（工艺原则）

按照不同的生产工艺特征来分别建立不同的生产单位，这种分工原则称为生产工艺专业化原则。在按生产工艺专业化原则建立的生产单位里，集中了相同类型的机床设备和相同工种的工人，可以对不同种类的工件，从事相同工艺方法的加工。这样构成诸如铸造厂、锻造厂、热处理厂、铸造车间、锻造车间、机械加工车间、热处理车间、车工工段、铣刨工段等生产单位。对于人的组织，按照工艺专业化原则建立的是职能部门，如计划处、财务处、设备处等。

（1）按照工艺专业化原则建立生产单位的优点

① 对产品品种变化的适应能力强，不论产品如何变化，只要加工工艺的范围不变，都有相应的加工单位对其加工，保证了产品全部加工的需要。

② 工人完成工艺相同的加工任务，操作容易熟练，可以缩短操作时间。

③ 相同的机器设备放在一起，工艺及设备管理较方便，例如将铸造设备、锻造设备、机械加工设备分别安装在不同的车间，比将它们混合安装在一起管理起来要方便得多。

④ 生产系统的可靠性较高，某台机器出现故障或者某个工人缺勤，相同的机器或相同技能的工人可以顶替，生产单位不会因为个别原因而不能生产。

（2）按照工艺专业化原则建立生产单位的缺点

① 工件在加工过程中要经过不同的加工车间或工段，转运次数多，运输线长。

② 不同加工单位之间协作关系复杂，协调任务重。

③ 由于任务经常变化，只能使用通用机床和通用工艺装备，通用设备的生产效率低。

④ 运输路线长和等待加工时间多，造成在制品数量大，生产周期长。

2.产品对象专业化原则（对象原则）

按不同的加工对象（产品、零件）分别建立不同的生产单位，这种分工原则称为产品对象专业化原则。在按对象专业化原则建立的生产单位里，配备了为加工某种产品（零件）所需的全套设备、工艺装备和各有关工种的工人，使该产品（零件）的全部（或大部分）工艺过程能在该生产单位内完成。这样构成诸如汽车制造厂、发动机分厂（车间）、电动机车间、齿轮工段、曲轴工段等生产单位。

（1）按对象专业化原则建立生产单位的优点

① 可减少运输距离，缩短运输路线。

② 协作关系简单，简化了生产管理。

③ 由于对象固定，可使用专用高效设备和工艺设备。

④ 在制品少，生产周期短。

（2）按对象专业化原则建立生产单位的缺点

① 按照特定的产品对象建立的生产单位，对品种变化的适应性差。

② 不同的设备构成生产系统，一台设备出故障，没有替代，生产单位的可靠性较差。

③ 不同的设备安置在同一地点，造成工艺及设备管理较复杂。

通过对工艺专业化和对象专业化形式的分析、比较和优缺点的介绍，两种形式各有利弊，见表1-6。因此，对于不同的企业，生产不同的产品，以及产品自身特点、生产数量的多少，应有针对性地选择专业化形式。

在实际生产过程的组织中，一般综合运用以上两个原则，以取两者的优点。应用形式有两种：

① 在对象专业化原则的基础上采用工艺原则，如锅炉厂的铸造车间、锻造车间；

② 在工艺专业化原则的基础上采用对象原则，如铸造厂的箱体造型工段、床身造型工段等。

1.4.2 组织生产过程的基本要求

组织生产过程是企业内部的工作，它必须与外界需求相适应。合理组织生产过程的基本要求，是要使生产过程保持连续性、平行性、比例性、均衡性（节奏性）与准时性。这些要求是现代化大生产所决定的，只有按这些要求去做，才能取得好的经济效益。

1.生产过程的连续性

生产过程的连续性是指物料处于不停的运动之中，且流程尽可能短，它包括空间上的连续性与时间上的连续性。时间上的连续性是指物料在生产过程的各个环节的运动，自始至终处于连续状态，没有或很少有不必要的停顿与等待现象。空间上的连续性要求生产过程各个环节在空间布置上合理紧凑，使物料的流程尽可能短，没有迂回往返现象。提高生产过程的连续性，可以缩短产品的生产周期，降低在制品库存，加快资金的流转，提高资金利用率。

为了保证生产过程的连续性，首先需要合理布置企业的各个生产单位，使物料流程合理；其次，要组织好生产的各个环节，包括投料、运输、检验、工具准备、机器维修等，使物料不发生停歇。

2.生产过程的平行性

生产过程的平行性是指物料在生产过程中实行平行交叉作业。加工装配式生产使实现生产过程的平行性成为可能。平行作业是指相同的零件同时在数台相同的机床上加工；交叉作业是指一批零件在上道工序还未加工完时，将已完成的部分零件转到下道工序加工。显然，平行交叉作业可以大大缩短产品的生产周期。

3.生产过程的比例性

生产过程的比例性是指生产过程各环节的生产能力要保持适合产品制造的比例关系。它是生产顺利进行的重要条件，如果比例性遭到破坏，则生产过程必将出现“瓶颈”。瓶颈制约了整个生产系统的产出，造成非瓶颈资源的能力浪费和物料阻塞，也破坏了生产过程的连续性。

4.生产过程的均衡性（节奏性）

生产过程的均衡性是指产品从投料到完工能按计划均衡地进行，能够在相等的时间间隔内完成大体相等的工作量。节奏性与均衡性的含义基本相同，只不过它的时间间隔取得较小。均衡性一般取月、旬、日，节奏性则以小时、分、秒计。节奏性一般用于大量大批生产。

生产不均衡会造成忙闲不均，既浪费资源，又不能保证质量，还容易引起设备和人身事故。保持生产过程的均衡性，主要靠加强组织管理。它涉及毛坯和原材料供应、设备管理、生产作业计划与控制，乃至对职工的考核办法。

5.生产过程的准时性

生产过程的准时性是指生产过程的各阶段、各工序都按后续阶段和工序的需要生产，即在需要的时候，按需要的数量，生产所需要的零部件。准时性将企业与用户紧密联系起来。企业所做的一切都是为了让用户满意，用户需要什么样的产品，企业就生产什么样的产品；需要多少，就生产多少；何时需要，就何时提供。要做到让用户满意，企业的生产过程必须做到准时。只有各道工序都准时生产，才能准时地向用户提供所需数量的产品。准时性是市场经济对生产过程提出的要求。从市场角度来审视连续性、平行性、比例性与均衡性，可以看出它们都有一定的局限性。不与市场需求挂钩，追求连续性、平行性与均衡性是毫无意义的。在市场多变的情况下，比例性也只是一种永远达不到的理想状态，“瓶颈”出现永远是正常现象。

1.4.3 生产过程的时间组织

生产工序在时间上的组织方式，就是筹划零件在各道工序间的移动方式。合理地组织生产过程，最大限度地提高生产过程的连续性和节奏性，以便提高劳动生产率和设备利用率，缩短生产周期，增加产量，加速资金周转，降低成本，更好地实现企业的经营目标。

工序在时间上的组织方式，不同行业、不同企业的表现形式是不同的。在加工装配性企业里，由于零件多种多样，工艺方法、工艺路线和技术装备千差万别，因而零件在各道工序间的移动方式是比较复杂的。一批零件在工序间存在着3种典型的移动方式，即顺序移动、平行移动和平行顺序移动。

例1.1 某零件的加工批量为4件，需要经过4道工序的加工，各工序的时间为t1 =10分钟， t2 =5分钟，t3 =15分钟，t4 =10分钟。此处为了突出3种移动方式的差异，在计算加工周期时均未计入工序间的运输、检验等时间。

1.顺序移动方式

一批零件在上道工序全部加工完毕后才整批地转移到下道工序继续加工，这就是顺序移动方式。由于零件在工序间是整批转移的，所以每一零件各道工序的加工是不连续的，零件在每道工序上会出现成批等待的情况。顺序移动方式如图1-6所示。

采用顺序移动方式，一批零件的加工周期为T顺 = n∑i=1 ti

式中，n为零件加工批量；ti为第i道工序的单件工序时间（i=1，2，…）；m为零件加工的工序数。

将例1.1中的数据代入公式，则该批零件按照顺序移动方式完成加工的周期为

顺序移动方式的优点是组织工作比较简单，设备没有停工时间；缺点是在制品在工序间有等待加工和运输时间，生产周期长，流动资金周转慢，经济效果差。一般适用于批量较少、工序时间较短的成批在制品生产。

2.平行移动方式

每个零件在前道工序加工完毕后，立即转移到后道工序去继续加工，形成前后工序交叉作业，整批零件在各工序上进行平行作业，这就是平行移动方式。它的加工周期在这3种移动方式中最短。但当各工序的生产率不等时，设备在加工零件时中间可能有短暂的停歇，降低了设备的利用率。平行移动方式如图1-7所示。

采用平行移动方式，一批零件的加工周期为

式中，tL为最长的单件工序时间，其余符号同前。将例1.1中单件工序时间代入，可求得按照平行移动方式完成该批零件的周期为

T平=(10+5+15+10) +(4-1) × 15=85(分钟)

平行移动方式的优点是生产周期短，由于在制品移动快，流动资金占用也就减少；缺点是当下道工序的加工时间小于上道工序的加工时间时，有停工待料现象，但这种停工时间不好利用，还有运输工作量因相对频繁而加大。

3.平行顺序移动方式

顺序移动方式零件运输次数少，设备利用充分，管理简单，但加工周期长；平行移动方式加工周期短，但运输频繁，设备空闲时间多而零碎，不便利用。为了综合两者的优点，可采用平行顺序移动方式。平行顺序移动方式要求每道工序连续进行加工，但又要求各道工序尽可能平行地加工，如图1-8所示。

平行顺序移动方式的具体做法如下：

① 当ti＜ti+1时，零件按平行移动方式转移；

② 当ti≥ti+1时，以i工序最后一个零件的完工时间为基准，往前推移（n-1）× ti+1作为零件在（i+1）工序的开始加工时间。

采用平行顺序移动方式，一批零件的加工周期为

将例1.1数值代入，则该批零件按照平行顺序移动方式完成加工的周期为

T平顺=4 ×(10+5+15+10) -(4-1) ×(5+5+10) =100(分钟)

采用这种移动方式，当前道工序加工时间小于或等于后道工序加工时间时，按平行移动的方式移送；当前道工序加工时间大于后道工序加工时间时，后道工序开始加工第一件在制品的时间，比前道工序加工完第一件制品的时间要往后移。后移时间的长短，以保证该工序能够连续加工该批制品为原则。这样，既可以防止出现下道工序时开时停的现象，又可以把工作地的间歇时间集中起来加以利用，使设备和工人都有较充足的负荷，但组织工作比较复杂。

上述3种移动方式各有优缺点，它们之间的比较见表1-7。从加工周期来看，平行移动方式、平行顺序移动方式较好；从组织工作来看，顺序移动方式较简单。企业必须根据具体情况选用。

在实际生产中这3种移动方式都在应用，它们各有自己的适用条件，选用时一般需要考虑零件的大小、零件加工时间的长短、批量的大小，以及生产单位专业化的形式。一般来讲，零件大宜平行移动，零件小则顺序移动或平行顺序移动。选择零件移动方式要考虑的因素见表1-8。

总之，工序在时间上的组织方式的采用受多种因素的影响，在设计时，应从企业的特点出发，采用其中一种甚至几种，以达到合理组织生产过程的目的。